Rozprašovací zařízení Najít výrobce online

Rozprašovací systémy se používají k pokrytí povrchů tenkými vrstvami.

Využívají fyzikální proces, který se často používá v polovodičovém průmyslu, optice, materiálovém výzkumu a při povrchových úpravách.

Níže naleznete funkční princip naprašovacích systémů, přehled používaných procesů, důležité parametry procesu, hlavní oblasti použití a výhody a nevýhody. Nechybí ani přehled bezpečnostních a optimalizačních aspektů naprašovacích systémů:

Princip fungování:

Rozprašování je proces fyzikálního nanášení (PVD - Physical Vapor Deposition), při kterém jsou atomy odebírány z terče (povlakového materiálu) bombardováním vysokoenergetickými ionty a nanášeny na substrát.
Obvykle se ve vakuové komoře ionizuje vzácný plyn (např. argon) a vzniklé ionty se urychlují na terč, aby odstranily materiál.

Použité procesy naprašování:

1. Stejnosměrné naprašování (stejnosměrný proud):
Vhodné pro vodivé materiály, jako jsou kovy.

2. RF naprašování (radiofrekvenční):
Používá se pro nevodivé nebo dielektrické materiály, protože využívá vysokofrekvenční elektrické pole.

3. Magnetronové naprašování:
Využívá magnetické pole ke zvýšení hustoty iontů, a tím i rychlosti odstraňování. To zvyšuje účinnost a je široce využíváno v průmyslových aplikacích.

4. Reaktivní naprašování:
V tomto případě se do procesu zavádí reaktivní plyn (např. kyslík nebo dusík), aby se nanesly sloučeniny, jako jsou oxidy nebo nitridy.

Důležité parametry procesu:

• Tlak a složení plynu: Určuje kvalitu a typ vytvářené vrstvy. Obvykle se používá argon, ale používají se také reaktivní plyny, jako je kyslík nebo dusík.
• Výkon a napětí: Vyšší výkon zvyšuje rychlost odstraňování z terče, ale může také ovlivnit kvalitu povlaku.
• Vzdálenost terče od substrátu: Vliv na homogenitu povlaku. Příliš velká vzdálenost může vést k nerovnoměrnému povlaku.
• Teplota substrátu: V některých procesech se substrát zahřívá, aby se zlepšila přilnavost povlaku a kontrolovala krystalická struktura.

Typické aplikace:

1. Výroba polovodičů:
Výroba vrstev v mikroelektronice a integrovaných obvodech (např. metalizace na křemíkových čipech).

2. Optické povlaky:
Tenké vrstvy na optických prvcích, jako jsou brýlové čočky, zrcadla a objektivy fotoaparátů.

3. Ukládání dat:
Povlaky paměťových médií, jako jsou pevné disky.

4. Povlakování nástrojů:
Povrchová úprava: Tvrdé ochranné povlaky na nástroje a části strojů, které snižují opotřebení a korozi.

5. Dekorativní povlaky:
Povrchová úprava (např. na hodinkách, špercích nebo spotřebním zboží).

Výhody naprašovacích systémů:

• Vysoká kvalita povlaku: Vytváří husté, homogenní a čisté povlaky.
• Široká škála materiálů: Lze použít širokou škálu materiálů (kovy, polovodiče, izolanty, sloučeniny).
• Dobrá kontrola tloušťky vrstvy: Přesná kontrola tloušťky vrstvy, často v rozsahu několika nanometrů.
• Šetrnější k životnímu prostředí než chemické procesy: Nevyžadují se žádné nebezpečné chemikálie a proces probíhá ve vakuu.

Nevýhody:

• Pomalá rychlost nanášení povlaku: Ve srovnání s chemickými procesy (CVD) je naprašování často pomalejší.
• Vysoké náklady: Vakuová technologie a často složité zařízení mohou mít za následek vysoké pořizovací a provozní náklady.
• Ztráty materiálu v cíli: Část naneseného materiálu se nevyužije a zůstává na stěně komory.

Bezpečnostní aspekty při provozu naprašovacích systémů:

• Vakuová technologie: Vyžaduje zvláštní bezpečnostní opatření při práci s vysokým vakuem.
• Vysokonapěťová zařízení: Rozprašovací systémy pracují s vysokým napětím, což vyžaduje vhodná bezpečnostní opatření.
• Inertní plyny: S plyny, jako je argon, se musí zacházet za bezpečných podmínek, aby se zabránilo únikům a nekontrolovaným výbojům plynu.

Optimalizace procesu:

• Tloušťku a rovnoměrnost filmu lze zlepšit optimalizací parametrů procesu a manipulace se substrátem.
• Čištění terče a substrátu před procesem je důležité, aby se zabránilo kontaminaci a defektům povlaku.

Rozprašovací systémy jsou nepostradatelným nástrojem v moderní výrobní technologii, zejména v mikroelektronice a optice. Jejich schopnost vytvářet přesné a čisté vrstvy z nich činí klíčovou technologii v mnoha odvětvích špičkových technologií.

Zde jsou uvedeny nejdůležitější aspekty, na které je třeba dávat pozor při nákupu naprašovacích systémů:

Při nákupu naprašovacího systému existuje řada důležitých kritérií, která je třeba zvážit v závislosti na aplikaci a požadavcích.

• Ujistěte se, že systém je vhodný pro zpracovávané materiály (kovy, polovodiče, oxidy, nitridy). Některé naprašovací systémy jsou specializovanější než jiné.
• Velikost a tvar potahovaného substrátu (např. destička, sklo, plast) určí velikost komory a systémů pro manipulaci se substrátem.
• Určete, který proces naprašování je vhodný pro vaši aplikaci:
• Stejnosměrné naprašování: Pro vodivé materiály (kovy).
• RF naprašování: Pro nevodivé nebo dielektrické materiály.
• Magnetronové naprašování Vyšší účinnost a rychlost odstraňování, vhodné pro mnoho průmyslových aplikací.
• Reaktivní naprašování: Důležité, pokud chcete nanášet sloučeniny, jako jsou oxidy nebo nitridy.
• Ujistěte se, že systém má přesné možnosti kontroly tloušťky vrstvy, např. prostřednictvím monitorování tloušťky vrstvy (křemenné mikrováhy).
• Ujistěte se, že systém dokáže nanášet rovnoměrné vrstvy na velké plochy, pokud je to požadováno.
• Vyberte komoru, která nabízí dostatečný prostor pro požadovaný substrát. Pro průmyslové aplikace mohou být zapotřebí větší komory.
• Dobrá kvalita vakua je rozhodující pro čistotu vrstvy a stabilitu procesu. zkontrolujte typ vakuové pumpy (turbomolekulární pumpy nebo kryopumpy) a dosažitelnou základní úroveň vakua.
• Některé systémy nabízejí více cílových poloh pro různé materiály. To je užitečné, pokud chcete nanášet různé materiály bez přerušení (co-sputtering).
• Snadná a rychlá výměna terčů může být důležitá zejména při změně aplikací.
• Hledejte systémy, které udržují substrát stabilní a bezpečný během procesu.
• Rotační držáky substrátu zvyšují homogenitu vrstvy a zlepšují její kvalitu.
• Pokud je vyžadována přesná kontrola teploty substrátu, měl by systém umožňovat vyhřívání nebo chlazení.
• Moderní zařízení by mělo mít intuitivní řídicí software, který umožňuje snadné nastavení a sledování parametrů procesu.
• Zejména pro sériovou výrobu je užitečné, pokud systém nabízí automatizované procesy, např. pro výměnu terčů, manipulaci se substrátem nebo vytváření vakua.
• Věnujte pozornost tomu, jak snadno jsou dostupné náhradní díly a spotřební materiál, jako jsou terče nebo olej pro čerpadla.
• Systém by měl být snadno udržovatelný, aby se minimalizovaly prostoje. Některé systémy mají samočisticí komory nebo filtry, které snižují nároky na údržbu.
• U nepřetržitého provozu nebo průmyslové výroby je třeba zvážit spotřebu energie.
• Systém musí být bezpečný pro práci ve vysokém vakuu, zejména u velkých komor.
• Vzhledem k tomu, že naprašovací systémy pracují s vysokým napětím, měla by být zavedena bezpečnostní opatření proti elektrickému nebezpečí.
• Pokud se používají reaktivní plyny (např. kyslík, dusík), musí být systém vybaven bezpečnými plynovými systémy.
• Zkontrolujte, zda systém splňuje příslušné certifikace, jako je CE, ISO nebo jiné průmyslové či regionální normy, zejména v oblastech s kritickým bezpečnostním rizikem nebo pro speciální aplikace.
• Zvažte základní náklady, ale také náklady na rozšíření, modernizaci a náhradní díly.
• Zvažte náklady na spotřebu energie, vývěvy, cílové materiály a celkový provoz systému.

Při nákupu naprašovacího systému byste měli kromě technických specifikací zvážit také dlouhodobé provozní náklady, požadavky na údržbu a flexibilitu pro různé aplikace. Pečlivé zvážení výše uvedených faktorů vám pomůže vybrat správné zařízení pro vaše konkrétní potřeby.

Rozprašovací systémy lze zakoupit od různých dodavatelů. Komplexní informace o výrobcích a dodavatelích rozprašovacích systémů z celého světa naleznete na Exportpages.